Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Осуществление этих условий практически приводит к одному- двум наивыгоднейшим вариантам из (и — 1)! возможных. Способ определения передаточных чисел несоосной КП. Все сделанные выше выводы полностью применимы к такой несоосной коробке, у которой передаточное числп последнего ряда 1, = 1 (и, = О). Однако этот вариант, как правило, не будет наилучшим.
Можно пользоваться следующим способом выбора передаточных чисел рядов для несоосной КП. Напишем уравнения логарифмов передаточных чисел для четырехрядной несоосной КП и сложим их: и, =и;1 ин=и;1 ип1 — — и;, иг =и,; ит —— и, — и, + и;1 ию — — ' и,— ик + ик; ичн — — и,— и,+ик; июп = и,— и, + и;, (111.5) кчги ~ и=4и,+4и,. к1 При любом числе рядов правая часть последнего уравнения сохранит свой вид, т. е.
будет содержать сумму первого и последнего членов с коэффициентом 2 — т, а все средние члены при сложении сократятся. Девая часть уравнения — сумма и членов арифметической прогрессии. Сумма к членов этой прогрессии (а, + ак) к к= 2 106 Поэтому 2к — г(ик+ик) = 2к ' + кк — 1 откуда и,+и, Наименьшие значения и, = — 2т + 2' — ' — 1. и ик будут при и, = ик, однако тогда кк-к и, — и, = ~ х+О, примем и,— и, = к, и,— и,=О, но так как = — 1.
Тогда 107 2ик — 1 = — 2т + 2 — ' — 1; и, = — т + 2' — '. (П1.6) Принятое нами значение и, — ик = — 1 возможно лишь в одном случае: при положительном значении всех показателей х, кроме наибольшего показателя х, ь который должен быть отрицательным. При размещении показателей следует отрицательный показатель ставить последним, а наибольший из положительных — первым. В остальном необходимо руководствоваться теми же соображениями, что и при размещении показателей в соосной КП. Из рассмотренного следует, что при полном использовании всех передач разбивка передаточных чисел в КП с разрезными валами может быть обеспечена только по геометрической прогрессии.
Однако при проектировании часто требуется осуществить такую разбивку, которая в своей основе сохраняла бы геометрическую прогрессию, но на высших передачах сближала передаточные числа, а на низших увеличивала разрыв между ними. Поставленная задача может быть решена за счет введения дополнительных передач, которые исключаются из использования за счет соответствующего устройства механизма переключения.
Таким образом, корректировка передаточных чисел возможна лишь при условии, если не используется часть передач. Добавив один ряд, можем исключить некоторые передачи так, чтобы оставшиеся передаточные числа не образовывали геометрическую прогрессию. Как показывает анализ, кинематические свойства соосной и несоосной КП одинаковы. Следовательно, если пренебречь незначительной разницей в габаритах в пользу последней (вследствие меньших размеров шестерен верхней линии), то обе КП можно считать вполне равноценными и при выборе схемы руководствоваться только компоновочными соображениями. КП с разрез- ными валами, имеющие две линии шестерен, являются простейшим вариантом КП этого типа. В общем случае число линий может быть любым, Наибольшее возможное число передач при р линий и к рядов п = р' — '.
Для разбивки передаточных чисел по геометрической прогрессии (с и1 = О) показатели первых двух линий должны быть неповторяющимися членами геометрического ряда: 1, р, р',..., р' — '. Таким образом, выведенные ранее соотношения являются частным случаем этих общих соотношений при р = 2. й 3.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ После выбора кинематической схемы производится расчет и выбор конструктивных параметров коробки передач: межцентрового расстояния, показателей шестерен, валов, опор и механизмов переключения. Все эти параметры определяются по соответствующим формулам, приведенным далее, или на основании опытных данных. Межцентровые расстояния должны определяться исходя из контактной прочности зубьев; в выполненных конструкциях КП средние величины межцентровых расстояний лежат в пределах 100 — 200 мм. Шестерни. В коробках передач применяются цилиндрические и конические шестерни. Первые изготавливаются с прямыми или косыми зубьями, вторые — с прямыми или спиральными. Косые и спиральные зубья по сравнению с прямыми обладают большей работоспособностью, плавностью и меньшим шумом, поэтому их рационально применять при передаче больших мощностей. Однако шестерни с косыми и спиральными зубьями сложны в производстве и создают добавочные усилия, для компенсации которых необходимо принимать специальные меры.
Шестерни с малым числом зубьев часто нарезаются непосредственно на валу. При большом числе зубьев, когда диаметр впадин значительно отличается от диаметра вала, шестерни изготавливают отдельно. В целях сохранения лучшей работоспособности, а также приемлемых габаритов коробки передаточное число одной пары шестерен не должно быть более трех. Модуль шестерен определяется исходя из напряжений на изгиб. В большинстве отечественных КП применяются шестерни с постоянным модулем. Так как он рассчитывается по наиболее нагруженным шестерням (на первой передаче), то его величина довольно большая и в зависимости от передаваемого момента и конструктивных особенностей лежит в пределах 6,5 — 9 мм. В некоторых коробках применяются разномодульные шестерни.
Тогда в зависимости от передач модуль изменяется от 3,0 до 6,75 мм (эти цифры приведены для коробки, в которой установлены шестерни с косыми зубьями и постоянным зацеплением). Разномодульные шестерни позволяют сделать КП более компактной и легкой. Зубья бывают нормальными и укороченными. Шестерни с укороченными зубьями являются более компактными и обладают большей прочностью, минимальное число зубьев у них меньше. Например, для шестерни с углом зацепления 20', нарезанной рейкой, минимальное число укороченных зубьев равно 14, а нормальных — 17. Но укороченный зуб имеет и существенный недостаток — меньшую продолжительность зацепления, что приводит к большему износу.
В связи с этим укороченный зуб применяется в том случае, когда определяющим фактором является 1ов прочность зуба, а не его износ. Зубья, как правило, бывают корригированными. Валы. Двухвальные КП обычно имеют валы, расположенные в одной плоскости, у трехвальных один вал смещается и лежит в другой плоскости. Этим уменьшается длина коробки. Для крепления шестерен и муфт валы имеют шлицы, и только в единичных случаях вместо шлицев применяются шпонки. В большинстве коробок валы выполняются постоянного диаметра с нарезанными почти по всей длине шлицами, но в некоторых случаях вал делается ступенчатым, примерно равнопрочным.
В последнем случае вес и габариты коробки снижаются. В выполненных конструкциях валы устанавливаются нли на двух, или на трех опорах. Все валы и расположенные на них детали должны быть надежно зафиксированы в радиальном и осевом направлениях. Так как валы передают большие крутящие моменты и в то же время должны иметь достаточную прочность и жесткость при малых габаритах и весе, то они изготавливаются из высококачественных легированных сталей.
Опоры. В качестве опор в коробках передач применяются подшипники качения всех типов. Тип подшипника выбирается в зависимости от действующих сил, числа оборотов, а также других обстоятельств (характера нагрузки, жесткости валов, подвода смазки и т. д.). В большинстве случаев на опоры валов воздействуют комбинированные нагрузки — радиальные и осевые, поэтому часто устанавливают не один, а несколько, притом разнотипных подшипников, воспринимающих соответствующую нагрузку. Особенно сложными и ответственными узлами являются опоры конических шестерен, которые кроме восприятия больших осевых и радиальных нагрузок еще должны обеспечивать регулирование зазора в зубчатом зацеплении. В многоопорных конструкциях (от двух и выше) лишь одна из опор является жесткой в осевом направлении, остальные выполняются плавающими. В качестве плавающих опор выбираются менее нагруженные, что способствует лучшему осевому перемещению.
В трехопорных валах жесткой обычно является средняя опора. Механизмы переключения. В простых КП переключение производится каретками, муфтами, синхронизаторами и индивиду. альными фрикционами. Чтобы переключение было легким и надежным, в механизмах переключения предусматриваются специальные устройства (различные замки, фиксаторы и стопоры), позволяющие легко передвигать муфты, производить безударное включение, надежно удерживать передачу во включенном, выключенном и нейтральном положениях. Каретки.
Переключение передачи с помощью кареток применяется очень редко из-за больших ударных нагрузок и повышенных усилий со стороны водителя. Иногда с помощью кареток включаются передачи заднего хода и вспомогательные агрегаты (ле- 109 бедки, валы отбора мощности и т. д.). Так как последние включаются в основном при стоянке машины, такое включение допустимо. Муфты.
Муфты применяются в коробках, в которых шестерни находятся в постоянном зацеплении. Муфты бывают зубчатыми или кулачковыми. В отечественных коробках используются первые. По сравнению с предыдущим случаем переключение с помощью муфт является более легким, быстрым и сопровождается меньшими ударными нагрузками. Объясняется это малым диаметром, а следовательно, и весом муфт, а также специальным профилированием боковьгх кромок зубьев. Так как полностью избавиться от ударных нагрузок нельзя, муфты должны изготавливаться из сталей, хорошо переносящих удары.
Индивидуальные фрикционы. При включении передачи в этом случае соединение вала с соответствующей шестерней происходит за счет фрикциона, включаемого на каждой передаче вместо муфты. Такое переключение является наиболее совершенным, так как позволяет сократить до минимума разрыв в передаче мощности на ведущие колеса. Кроме того, за счет гидропривода имеется возможность полностью снять ударные нагрузки и обеспечить водителю легкое и удобное управление коробкой передач. Применение индивидуальных фрикционов делает излишним установку главного фрикциона.
Однако индивидуальные фрикционы увеличивают габариты и вес КП делают ее более сложной н дорогой. Картер. Картер воспринимает нагрузки от опор, является остовом для монтажа всех деталей н одновременно обеспечивает коробке условия закрытой передачи. Картер делают из чугунных или алюминиевых сплавов. В КП большое распространение получили картеры из алюминиевых сплавов. Они более легкие, проще в изготовлении, имеют лучшую теплопроводность, но чугунные более жесткие, имеют меньшие линейные расширения при нагреве.
Чтобы обеспечить достаточную жесткость и распределить нагрузку по всей поверхности, картер делают с внутренними перегородками и ребрами, стягивают шпильками и иногда поперечными струнами. Для лучшего охлаждения картеры с мокрым поддоном оребряются, обдуваются потоком воздуха, внутренние полости делаются сообщающимися; Сухие картеры охлаждаются с помощью радиатора. Последние начинают применяться для КП, имеющих ограниченные объемы и передающих большие мощности. Разъем картера чаще всего делается по оси валов. Крепится картер или только к корпусу машины, или к двигателю и корпусу.
Конструкции КП в целом. Рассмотрим некоторые конструкции- коробок передач, содержащие характерные для гусеничных машин элементы. На рис. П1.6 показана двухвальная коробка передач с поперечным расположением валов. Число передач вперед — пять, назад— одна, диапазон передач 6,67. Шестерни находятся в постоянном зацеплении, онн прямозубые и имеют одинаковый модуль, равный 9 мм. Переключение передач, осуществляется: на заднем ходу и но первой передаче — с помощью зубчатых муфт; на второй — простого синхронизатора, на третьей, четвертой, пятой — инерционного синхронизатора. Ведущий вал 1 — двухопорный, промежуточный 2 и ведомый 3 — трехопорные, при этом средние опоры являются жесткими, крайние — плавающими.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
